Lo sviluppo sostenibile è il requisito fondamentale per una crescita e una resa adeguate delle specie vegetali in un ambiente in evoluzione a causa delle attività umane dannose per l'ecosistema naturale. L'utilizzo non scientifico delle risorse naturali causa uno squilibrio socio-economico in tutto il mondo. È ormai chiaro che anche l'agricoltura può avere un impatto negativo sull'ambiente attraverso l'uso eccessivo delle risorse naturali come input o attraverso il loro utilizzo come serbatoio di rifiuti e inquinamento. Tali effetti sono chiamati esternalità negative perché impongono costi che non si riflettono nei prezzi di mercato. Questi costi ambientali modificano le conclusioni su quali siano i sistemi agricoli più efficienti e suggeriscono che si dovrebbero cercare pratiche e sistemi alternativi che riducano le esternalità negative. La sicurezza alimentare per la popolazione attuale richiede un'elevata capacità di adattamento del sistema vegetale esposto a condizioni ambientali avverse. La produttività agricola raggiunta negli anni '80 non è stata mantenuta negli anni '90 e ha posto una sfida ai ricercatori per aumentare la funzione di produzione migliorando l'indice tecnologico.